Name: 加齢黄斑変性症病変性症の眼底自家蛍光における特異的変動を定量的に決定するワークフロー (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-26T12:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 54 s
Description: 学ぶ加齢黄斑変性症における定量的眼底自家蛍光解析の新規ワークフロー。特定領域の蛍光強度を測定し、病変の病理生理学的理解と診断戦略の向上に貢献する方法を解説します。

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この研究は、ドイツ眼科学会(DOG)の博士課程学生への助成金(MW)およびNIH/NEI 1R01EY027948(TA)から資金提供を受けました。

加齢性黄斑変性症における定量的自家蛍光の探索

<ol><li>Schmitz-Valckenberg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundus+autofluorescence+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Fundus autofluorescence imaging.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 81, 100893(2021).</li>
<li>Bermond, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autofluorescent+granules+of+the+human+retinal+pigment+epithelium%3A+phenotypes%2C+intracellular+distribution%2C+and+age-related+topography%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Autofluorescent granules of the human retinal pigment epithelium: phenotypes, intracellular distribution, and age-related topography.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 61 (5), 35(2020).</li>
<li>Bermond, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autofluorescent+organelles+within+the+retinal+pigment+epithelium+in+human+donor+eyes+with+and+without+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Autofluorescent organelles within the retinal pigment epithelium in human donor eyes with and without age-related macular degeneration.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 63 (1), 23(2022).</li>
<li>Delori, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+measurements+of+autofluorescence+with+the+scanning+laser+ophthalmoscope%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative measurements of autofluorescence with the scanning laser ophthalmoscope.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (13), 9379-9390 (2011).</li>
<li>Fleckenstein, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Disease+Primers%22%5BJournal%5D)">Age-related macular degeneration.</a> Nature Reviews Disease Primers. 7 (1), 31(2021).</li>
<li>Greenberg, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+healthy+eyes%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in healthy eyes.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 54 (8), 5684-5693 (2013).</li>
<li>Sparrow, J. R., Boulton, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RPE+lipofuscin+and+its+role+in+retinal+pathobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">RPE lipofuscin and its role in retinal pathobiology.</a> Experimental Eye Research. 80 (5), 595-606 (2005).</li>
<li>vonder Emde, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural+history+of+quantitative+autofluorescence+in+intermediate+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Natural history of quantitative autofluorescence in intermediate age-related macular degeneration.</a> Retina. 41 (4), 694-700 (2021).</li>
<li>Reiter, G. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Longitudinal+changes+in+quantitative+autofluorescence+during+progression+from+intermediate+to+late+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Longitudinal changes in quantitative autofluorescence during progression from intermediate to late age-related macular degeneration.</a> Retina. 41 (6), 1236-1241 (2021).</li>
<li>Gliem, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+early+and+intermediate+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in early and intermediate age-related macular degeneration.</a> JAMA Ophthalmology. 134 (7), 817-824 (2016).</li>
<li>Hussain, R. M., Gregori, N. Z., Ciulla, T. A., Lam, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacotherapy+of+retinal+disease+with+visual+cycle+modulators%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opinion+on+Pharmacotherapy%22%5BJournal%5D)">Pharmacotherapy of retinal disease with visual cycle modulators.</a> Expert Opinion on Pharmacotherapy. 19 (5), 471-481 (2018).</li>
<li>Ammar, M. J., Hsu, J., Chiang, A., Ho, A. C., Regillo, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+macular+degeneration+therapy%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Age-related macular degeneration therapy: a review.</a> Current Opinion in Ophthalmology. 31 (3), 215-221 (2020).</li>
<li>Ach, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipofuscin+redistribution+and+loss+accompanied+by+cytoskeletal+stress+in+retinal+pigment+epithelium+of+eyes+with+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Lipofuscin redistribution and loss accompanied by cytoskeletal stress in retinal pigment epithelium of eyes with age-related macular degeneration.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 56 (5), 3242-3252 (2015).</li>
<li>Zanzottera, E. C., Messinger, J. D., Ach, T., Smith, R. T., Curcio, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subducted+and+melanotic+cells+in+advanced+age-related+macular+degeneration+are+derived+from+retinal+pigment+epithelium%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Subducted and melanotic cells in advanced age-related macular degeneration are derived from retinal pigment epithelium.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 56 (5), 3269-3278 (2015).</li>
<li>Cao, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperreflective+foci%2C+optical+coherence+tomography+progression+indicators+in+age-related+macular+degeneration%2C+include+transdifferentiated+retinal+pigment+epithelium%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Hyperreflective foci, optical coherence tomography progression indicators in age-related macular degeneration, include transdifferentiated retinal pigment epithelium.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 62 (10), 34(2021).</li>
<li>Zanzottera, E. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Project+MACULA+retinal+pigment+epithelium+grading+system+for+histology+and+optical+coherence+tomography+in+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">The Project MACULA retinal pigment epithelium grading system for histology and optical coherence tomography in age-related macular degeneration.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 56 (5), 3253-3268 (2015).</li>
<li>Sparrow, J. R., Duncker, T., Schuerch, K., Paavo, M., de Carvalho, dR. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lessons+learned+from+quantitative+fundus+autofluorescence%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Lessons learned from quantitative fundus autofluorescence.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 74, 100774(2020).</li>
<li>Schmitz-Valckenberg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+between+the+area+of+increased+autofluorescence+surrounding+geographic+atrophy+and+disease+progression+in+patients+with+AMD%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Correlation between the area of increased autofluorescence surrounding geographic atrophy and disease progression in patients with AMD.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 47 (6), 2648-2654 (2006).</li>
<li>Ach, T., Bermond, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autofluorescence+of+the+human+retinal+pigment+epithelium+in+normal+aging+and+in+age-related+macular+degeneration%3A+histology+and+clinical+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Klinische+Monatsblatter+Fur+Augenheilkunde%22%5BJournal%5D)">Autofluorescence of the human retinal pigment epithelium in normal aging and in age-related macular degeneration: histology and clinical correlation.</a> Klinische Monatsblatter Fur Augenheilkunde. 236 (5), 672-681 (2017).</li>
<li>Pollreisz, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualizing+melanosomes%2C+lipofuscin%2C+and+melanolipofuscin+in+human+retinal+pigment+epithelium+using+serial+block+face+scanning+electron+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">Visualizing melanosomes, lipofuscin, and melanolipofuscin in human retinal pigment epithelium using serial block face scanning electron microscopy.</a> Experimental Eye Research. 166, 131-139 (2018).</li>
<li>Bernstein, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((meso-zeaxanthin%3A+The+basic+and+clinical+science+underlying+carotenoid-based+nutritional+interventions+against+ocular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Retinal+and+Eye+Research%22%5BJournal%5D)">meso-zeaxanthin: The basic and clinical science underlying carotenoid-based nutritional interventions against ocular disease.</a> Progress in Retinal and Eye Research. 50, 34-66 (2016).</li>
<li>Göbel, A. P., Fleckenstein, M., Heeren, T. F. C., Holz, F. G., Schmitz-Valckenberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-vivo+mapping+of+drusen+by+fundus+autofluorescence+and+spectral-domain+optical+coherence+tomography+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Graefe%27s+Archive+for+Clinical+and+Experimental+Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">In-vivo mapping of drusen by fundus autofluorescence and spectral-domain optical coherence tomography imaging.</a> Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 254 (1), 59-67 (2016).</li>
<li>Pfau, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesopic+and+dark-adapted+two-color+fundus-controlled+perimetry+in+geographic+atrophy+secondary+to+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Mesopic and dark-adapted two-color fundus-controlled perimetry in geographic atrophy secondary to age-related macular degeneration.</a> Retina. 40 (1), 169-180 (2020).</li>
<li>vonder Emde, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesopic+and+dark-adapted+two-color+fundus-controlled+perimetry+in+choroidal+neovascularization+secondary+to+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Vision+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Mesopic and dark-adapted two-color fundus-controlled perimetry in choroidal neovascularization secondary to age-related macular degeneration.</a> Translational Vision Science and Technology. 8 (1), 7(2018).</li>
<li>Aumann, S., Donner, S., Fischer, J., Müller, F. Optical coherence tomography (OCT): principle and technical realization. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAumann%2C+S+%22High+Resolution+Imaging+in+Microscopy+and+Ophthalmology%3A+New+Frontiers+in+Biomedical+Optics%22">High Resolution Imaging in Microscopy and Ophthalmology: New Frontiers in Biomedical Optics</a>. , Cham (CH), Springer. 59-85 (2019).</li>
<li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FIJI%3A+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">FIJI: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li>
<li>Kleefeldt, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence%3A+advanced+analysis+tools%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Vision+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence: advanced analysis tools.</a> Translational Vision Science and Technology. 9 (8), 2(2020).</li>
<li>Hong, I. H., Jung, W. H., Lee, J. H., Chang, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macular+pigment+optical+density+in+the+Korean+population%3A+a+cross+sectional+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Korean+Medical+Science%22%5BJournal%5D)">Macular pigment optical density in the Korean population: a cross sectional study.</a> Journal of Korean Medical Science. 35 (5), e30(2020).</li>
<li>Putnam, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+imaging+of+macular+pigment+optical+density+and+spatial+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+and+Experimental+Optometry%22%5BJournal%5D)">Clinical imaging of macular pigment optical density and spatial distribution.</a> Clinical and Experimental Optometry. 100 (4), 333-340 (2017).</li>
<li>Zweifel, S. A., Spaide, R. F., Curcio, C. A., Malek, G., Imamura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reticular+pseudodrusen+are+subretinal+drusenoid+deposits%5BTitle%5D)+AND+%22Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Reticular pseudodrusen are subretinal drusenoid deposits.</a> Ophthalmology. 117 (2), 303-312 (2010).</li>
<li>Curcio, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subretinal+drusenoid+deposits+in+non-neovascular+age-related+macular+degeneration%3A+morphology%2C+prevalence%2C+topography%2C+and+biogenesis+model%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Subretinal drusenoid deposits in non-neovascular age-related macular degeneration: morphology, prevalence, topography, and biogenesis model.</a> Retina. 33 (2), 265-276 (2013).</li>
<li>Spaide, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Outer+retinal+atrophy+after+regression+of+subretinal+drusenoid+deposits+as+a+newly+recognized+form+of+late+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Retina%22%5BJournal%5D)">Outer retinal atrophy after regression of subretinal drusenoid deposits as a newly recognized form of late age-related macular degeneration.</a> Retina. 33 (9), 1800-1808 (2013).</li>
<li>Reiter, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+lens+opacities+and+cataract+severity+on+quantitative+fundus+autofluorescence+as+a+secondary+outcome+of+a+randomized+clinical+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Influence of lens opacities and cataract severity on quantitative fundus autofluorescence as a secondary outcome of a randomized clinical trial.</a> Scientific Reports. 11 (1), 12685(2021).</li>
<li>Gliem, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+pseudoxanthoma+elasticum%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in pseudoxanthoma elasticum.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 58 (14), 6159-6165 (2017).</li>
<li>Burke, T. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+recessive+Stargardt+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in recessive Stargardt disease.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 55 (5), 2841-2852 (2014).</li>
<li>Armenti, S. T., Greenberg, J. P., Smith, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+for+the+evaluation+of+retinal+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence for the evaluation of retinal diseases.</a> Journal of Visualized Experiments. (109), 53577(2016).</li>
<li>Pröbster, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+in+the+developing+and+maturing+healthy+eye%5BTitle%5D)+AND+%22Translational+Vision+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence in the developing and maturing healthy eye.</a> Translational Vision Science and Technology. 10 (2), 15(2021).</li>
<li>Duncker, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+fundus+autofluorescence+and+optical+coherence+tomography+in+PRPH2%2FRDS-+and+ABCA4-associated+disease+exhibiting+phenotypic+overlap%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Quantitative fundus autofluorescence and optical coherence tomography in PRPH2/RDS- and ABCA4-associated disease exhibiting phenotypic overlap.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 56 (5), 3159-3170 (2015).</li>
</ol>

レオン・フォン・デア・エムデは、ハイデルベルク・エンジニアリングから支払いを受けたと報告しています。Merten Mallwitzは財務情報開示を報告していません。ケネス・R・スローンも財務情報開示を報告していない。Frank G. Holzは、Acucela、Alcon(C)、Gyroscope Allergan Apellis、Bayer Bioeq/Formycon、CenterVue、Roche/Genentech、Geuder、Ivericbio、NightStarX、Novartis、Optos、Oxurion、Pixium Vision、Stealth BioTherapeutics、Zeiss、GRADE Reading centerのコンサルティング/個人支払いについて報告しています。Thomas Achは、バイエル、アペリス、ロシュ、ノバルティスのコンサルティング/個人支払いを報告しています。

このワークフローでは、オープンソースのFIJIプラグインツールを使用して、AMD特異的病変の心房細動を判定および比較するためのステップバイステップガイドを提供します。プラグインは、コーディングの知識を必要とせず、技術サポートなしで医師が適用できる使いやすいテンプレートを提供します27。私たちの知る限り、これらのツールは病変特異的なAF定量化のための他に類を見ないものです。
QAF値は網膜全体で自然に変化し、網膜内のリポフスチンとメラノリフシンの分布が不均一であること、血管のAFが低いこと、黄斑色素の分布が不均一であるため、末梢で値が高くなり、黄斑で低くなります。網膜に自然に発生するQAFレベルの変動が大きいため、病変の絶対QAF値を直接分析することは有望なアプローチではありません。例えば、末梢の低自家蛍光病変は、黄斑の生理学的蛍光レベルよりも高い絶対QAF値を有する可能性がある。StandardRetinaの使用とzスコアの使用によるドルーゼンの蛍光レベル測定は、この自然に発生するQAF値の変動を補正します。
Z スコアは、関心領域の値と StandardRetina の平均との関係を数値で測定したものです。これは、同じ場所の StandardRetina の平均から個人の平均を減算し、その結果を標準偏差で割ることによって計算されます。この標準化により、Zスコアは値が平均と異なる標準偏差の数を示すため、異なるQAF画像の比較が可能になります。正の Z スコアは値が平均を上回っていることを示し、負の Z スコアは平均を下回っていることを示します。
考慮すべき潜在的な落とし穴がある可能性があることに注意することが重要です。この方法は、眼底全体のAFレベルのさまざまな量を考慮していますが、RPEのAFを測定および比較するための最も正確な方法ではない可能性があります。黄斑黄体色素のレベルとトポグラフィーは個人によって異なり、病変は上にある網膜の半透明にも影響を与える可能性があります28,29。したがって、SDDの領域で測定されたAFの低下(代表的な結果を参照)は、RPE30,31,32の蛍光色素の減少ではなく、シャドウイング効果の結果であると考えられます。
現在、網膜の反射率、厚さ、および定量化された黄斑色素(緑と青のAFを使用)を線形混合モデルで説明するワークフローに取り組んでいます。さらに、これまでのところ、QAF は年齢依存の補正係数を使用して、同様の年齢の参加者のレンチキュラー混濁の個人間差を無視したレンチキュラー混濁を考慮しています。そのため、現在、レンチキュラー自家蛍光と混濁の個別化補正因子のワークフローに取り組んでいます。小さな病変から心房細動の情報を確実に抽出するためには、QAF画像の十分な検査・再検査の信頼性が必要である。より詳細な解析が可能なQAF画像をさらに差別化するために、QAF画像のテスト-再テストの信頼性を予測できる「QAF画像信頼性指標」を検討しています。現段階では、重複画像を取得し、病変特異的AFの再検査信頼性を調査することが賢明なアプローチです。
病変の等圧包を追加解析する提示方法は、隣接する病変の等圧包が融合するため、技術的に実装が困難であった。融合した等殻の領域は、どの病変が考慮されるかに応じて明確に特徴付けることができます。私たちの解決策は、1つのタイプのすべての病変を1つの病変と見なし、それらの周辺を関節アイソハルとして分析することでした。しかし、この方法では、個々のドルーゼンのアイソハルを測定する能力が大幅に低下し、この手法のさらなる落とし穴と見なされる可能性があります。融合したアイソハルを説明するためのより技術的に洗練された方法、または融合したアイソハルの領域における心房細動の報告の中断は、将来、病変の周囲における心房細動の分析を容易にする可能性がある。
この研究のモデル疾患としてAMDを使用しました。このワークフローは、他の疾患の病変の研究にも適用できます。これまでのところ、QAFは劣性スターガルト病、ベストロフィン-1関連疾患、さまざまな形態の網膜色素変性症、急性帯状潜伏性外網膜症、弾性偽黄色腫など、多くの脈絡網膜疾患で使用されています17,33,34,35,36,37.このワークフローはオープンソースソフトウェアを使用しているため、病変特異的AFの決定においてこの作業を複製し、網膜障害に関する知識を広げることをお勧めします。要約すると、黄斑全体のさまざまな網膜病変のAFレベルを決定して比較するためのワークフローを提示します。このワークフローは、心房細動のより詳細な分析への道を開き、AMDおよびそれ以降の新しいバイオマーカーの開発を促進する可能性があります。

眼底自家蛍光(FAF)イメージングは、眼底1の自然および病理学的に発生する蛍光色素の非侵襲的マッピングを提供します。最も一般的な青色(488 nm励起)自家蛍光(AF)は、網膜色素上皮(RPE)のリポフスチンおよびメラノリフシン顆粒を励起します2,3,4。顆粒の分布と増減は、正常な老化や加齢黄斑変性症(AMD)5を含むさまざまな網膜疾患において中心的な役割を果たします。
FAFのさらなる発展である定量的眼底自家蛍光法(QAF)により、地形的に分解された網膜AF強度の正確な測定が可能になりました4,6。FAF撮像素子の光路に基準を組み込むことで、装置間、時間的時点間、被写体間でAF強度を比較することができます。この技術は、長い間、RPE細胞におけるリポフスチンの過剰な蓄積によるものと推測されていたAMDの推定病原性因子に関してパラダイムシフトをもたらしました7。しかし、AFの組織学的および臨床的定量化により、AMDにおけるAFの減少が明らかになりました(自家蛍光リポフスチンおよびメラノリフシン顆粒の再分配と喪失による)、AFの提案された増加8,9,10。
心房細動のモニタリングには臨床的な意味合いがある。Von der Emdeらは、高リスクの中等度AMD眼において、AMDの過程でAFが減少するだけでなく、さらに減少することを示しました8,9。さらに、組織学的研究は、AMDに罹患したほとんどのRPE細胞が、沈み込み、脱落、遊走、または萎縮によるRPE細胞の損失の前に、顆粒の凝集と押し出しを伴う特徴的な挙動を示すことを示唆しています13,14,15,16。これはさらに、心房細動の喪失が差し迫った疾患進行の引き金または代理信号である可能性があることを示しています。
これまでのQAF研究では、プレハブグリッド極座標系(QAF8/Delori Gridなど)を使用して、後極でのAFを全球的に評価しているだけである17。プレハブグリッドを使用してAFを測定すると、被写体の片目あたりの所定の領域に複数のAF値が得られます。この方法でAF値を調べると、病理学的にAFが変化した領域、たとえば、ドルーゼンまたは網膜下ドルセノイド沈着物(SDD)の上または近くのAMDの局所的な変化を見逃す可能性があります。ドルーゼン、およびより高度なSDDは、遅発性AMDおよび視力喪失を発症する高いリスクと関連しています。特にドルーゼンは、長い年月をかけて大きくなる典型的なサイクルがあり、萎縮する前に急速に悪化することがあります。例えば、全体的なAFはAMDにおいて減少するが、これらの特定の疾患関連病変の周囲において増加するか、またはさらに減少することが考えられる。
局所的な心房細動パターンが異なることも、疾患の進行に予後的関連性がある可能性がある。例えば、自家蛍光レベルは、ドルーゼンのサイズが増加しているかどうか、またはすでに萎縮に回帰しているかどうかを評価するために使用できます。地理的萎縮における心房細動の病変周囲パターンの変化は、時間の経過とともに萎縮の進行に大きく影響することがすでに示されています18。さらに、局所的な自家蛍光パターンにより、RPEの健全性に関するさらなる詳細が明らかになる可能性があります。多くの場合、光干渉断層撮影法(OCT)は、RPE層は無傷のように見えますが、絨毛細血管への過反射を示します。局所QAF値とOCTを組み合わせたマルチモーダルアプローチは、RPE破壊と差し迫った萎縮のリスクが高い病変の鑑別に役立つ可能性があります。
研究で空間的に解決された解析が実行されていない理由の 1 つは、最も一般的に使用されているメーカーのソフトウェアがこれらのタイプの解析用のツールを提供していないためです。AMDの病期に依存するさまざまな病変のAF特性は、AMDの病因をさらに説明できる可能性があります。したがって、局所的な病変特異的な心房細動を測定するツールが望ましいでしょう。網膜全体に位置する病変を正確に比較するために、ワークフローには、ヒト眼底におけるさまざまな程度の心房細動を説明する方法が必要です19。最も中央的には、黄斑色素の影の効果と顆粒数の違いにより、AFは特徴的に低くなります20,21。
AFは~9°(全方向の中心窩までの距離)でピークに達し、末梢で大きく減少します4。したがって、ソフトドルーゼン(低AF領域の中心窩および傍中心窩に位置する)とSDD(高AF領域の傍中心に位置する)のAFレベルの絶対値を比較すると、結果は比較可能ではない22。Pfauらの研究と、眼底制御視野測定の感度喪失(健常対照群の視力の丘[中心窩までの距離による網膜感度の低下]についてAMDで測定された感度を補正する)の概念に触発されて、AFは黄斑全体の標準化されたAF値と比較されます23,24。結果は、Z スコア (関心領域の値と平均の関係の数値計測値) として報告されます。
この研究の目的は、AMD患者のさまざまなタイプの病変における局所QAFレベルを測定するための新しいツールの使用を評価することです。このツールは、OCTスキャンで特定された病変の自家蛍光レベルを測定するように設計されています。これにより、ソフトドルーゼンやSDDなどの病変における局所的な自家蛍光レベルの評価が可能になり、病変からのAFの変化を経時的に追跡することができます。このツールの潜在的な有用性は、RPEの健全性を推定し、調査された病変の予後的価値を持つ可能性のある新しい構造バイオマーカーを可能にすることです。

<table><tbody><tr><td>BatchStandardRetina プラグイン</td> n.a.n.a.n.a.FIJI <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>(画像 J)</td><td>n.a.n.a.n.a.Mark_Bscans_OCT</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>プラグイン</td> n.a.n.a.a.Microspft <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>office</td><td>Microsoft</td><td>n.a.n.a.QAF_xml_reader</td><td></td></tr> <tr><td>プラグイン</td><td>n.a.n.a.a.Register_OCT_2</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>プラグイン</td><td>n.a</td><td>.N.A.</td><td>N.A.</td></tr><tr><td>Spectralis</td><td>Heidelberg Engineering</td><td>n.a.QAF</td> <td>extension</td></tr><tr><td>StandardRetina plugin</td><td>n.a.n.a.a</td><td>.</td><td></td></tr></tbody></table>

加齢黄斑変性症病変性症の眼底自家蛍光における特異的変動を定量的に決定するワークフロー

A Workflow to Quantitatively Determine Age-Related Macular Degeneration Lesion-Specific Variations in Fundus Autofluorescence

眼底自家蛍光(FAF)イメージングは、眼底の内因性蛍光色素、特に網膜色素上皮(RPE)の非侵襲的マッピングを可能にし、共焦点走査型レーザー検眼鏡検査ベースの定量的自家蛍光(QAF)の出現により定量化できるようになりました。QAFは、加齢黄斑変性症(AMD)において一般的に後極で減少することが示されています。QAFとさまざまなAMD病変(ドルーゼン、網膜下ドルセノイド沈着物)との関係はまだ不明です。
この論文では、AMDにおける病変特異的QAFを決定するためのワークフローについて説明します。スペクトル領域光干渉断層撮影法(SD-OCT)、黄斑体積スキャンおよびQAFを含むがこれらに限定されない、マルチモーダル in vivo イメージングアプローチが使用される。カスタマイズされたFIJIプラグインを使用して、対応するQAF画像をSD-OCTスキャンからの近赤外画像(特徴的なランドマーク、つまり血管の分岐)と位置合わせします。中心窩と視神経乳頭の縁は、分析グリッドの正確な位置決定のために、OCT画像でマークされ(そして登録されたQAF画像に転送されます)。
AMD特異的な病変は、個々のOCT BScanまたはQAF画像自体にマークすることができます。規範的QAFマップは、眼底全体のQAF値の平均と標準偏差の変化を説明するために作成されます(代表的なAMDグループからのQAF画像を平均化して、規範的な標準網膜QAF AMDマップを作成しました)。プラグインは、X座標とY座標、Zスコア(平均からの標準偏差でAFマップの平均に対するQAF値を表す数値測定値)、平均強度値、標準偏差、およびマークされたピクセル数を記録します。また、このツールは、マークされた病変の境界ゾーンからZスコアを決定します。このワークフローと分析ツールは、AMDの病態生理学と臨床AF画像解釈の理解を深めます。

出力の表示 結果を適切に分析し、結論を導き出すには、Mark_Bscans_OCTの出力ファイルを理解することが重要です。最初の 3 つの列には、ケース ID、ファイルの横方向、および選択したイメージング モダリティの後にラベルが付けられます。4 番目の列は最頻値で参照され、Z スコアというラベルが付けられます。このテキストを書いている時点では、Mark BScansはすべての病変を一度にしか計算できないことに注意してください。行は等角ハルを参照し、その病変の外縁からの距離はスプレッドシートの下段と上段の列で指定されています。アイソハルは、病変を囲む特定の円周のZスコア(QAFの場合)でAFを測定します。アイソハルのピクセルの最小値は、minとラベル付けされた列にあり、中央値、max、mean、stdevとラベル付けされた列には、それぞれiso-hullのピクセル値の平均の中央値、最大値、平均値、標準偏差が含まれていることに注意してください。列 n には、アイソハルのピクセルの総数が含まれます。図1は、中等度の加齢黄斑変性症(iAMD)の84歳の男性患者の特異なマークされたソフトドルーゼンを示しています。
図2は、QAF-WorkflowツールでマークされたSDDを持つ代表的な患者の左眼を示しています(図3)。この患者のSDDはAFの低下と関連していた(zスコア= -0.4 ± 0.2)。同様に、SDD周辺のアイソハルは、StandardRetinaと比較してAFの低下を示しました(例:最も近いアイソハル= -0.3 ± 0.3)。この現象のもっともらしい説明は、RPEに対するSDD病変の影の効果(半透明の低下)である可能性があります。SDDの使用は模範的でした。このツールは、ドルーゼンなどの他の病変における局所的なAFレベルの評価も可能にします。さらに、このツールでは、病変からのAFの変化を経時的に追跡することができます。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig01.jpg"> 図1:中等度の加齢黄斑変性症(iAMD)の84歳男性患者の特異なマークされたソフトドルーゼン 。 (A)マークされたドルーゼンを持つ左目のQAF画像。(B)ドルーゼンのクローズアップ:茶色の中央はマークされたドルーゼンを表し、色付きの帯は周囲のアイソハルを表しています。次の表に、出力ファイルを示します。QAF ドルーゼン値は、StandardRetina の対応する偏心の対応する QAF 値と比較されます。この結果、影響を受けていない領域の平均からの偏差を表す Z スコアが得られます。青いボックスは左から右に、症例ID、眼球の側性、使用されたモダリティ、および目的の出力(この場合はzスコア)を示しています。オレンジ色のボックス内の列は、測定領域の境界をミリメートル単位で示しています(下限=下限、上限=上限)。緑色のボックスは、QAF測定値を示す列にラベルを付けます。左から右に、平均の最小値、中央値、最大値、ピクセル数、平均値、標準偏差が含まれます。各行は等値ハルを表し、青色のボックス内の行は病変内の値を表し、紫色のボックス内の行は各病変を囲む等値ハルを示します(上から下へ、病変までの距離が長くなります)。スケールバー = 1 mm。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig02.jpg"> 図2:早期AMDの80歳女性患者のQAF画像にマークされたSDD 。 (A)QAF画像にSDDが見える。同じQAF画像にSDDの注釈が刻印されて表示されます。 (B)マークされた各病変の周囲に、等圧包が色分け(薄緑、濃い緑、赤)で描かれています。(C)青い長方形の拡大版。各 SDD の外側のエッジは青色でマークされています。略語:QAF =定量的自家蛍光;AMD = 加齢黄斑変性症;SDD = 網膜下ドルセノイド沈着物。スケールバー = 1 mm。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65238/65238fig03.jpg"> 図3:病変の心房細動を判定するワークフロー。 この図は、病変特異的AFを決定するために必要なソフトウェアプラグインを視覚化したものです。(A)画像は、QAF値の分布を可視化するために使用できる色分けされたQAF画像を示していますが、それ以上の分析には使用しないでください。 (B)手前がQAF画像、背景がSD-OCTスキャンの赤外線画像。これは、血管の分岐を使用してアライメントを視覚化することになっています。これは、Register_OCT_2 プラグインを使用して実行できます。(C)病変のzスコア値を測定するために使用されるStandardRetina。StandardRetina は、StandardRetina / BatchStandardRetina を使用して作成できます。(D)黄色の線で強調表示されたSDDを指す青い矢印のBScanが描かれています(注:病変は、z方向の位置とは無関係に、常にRPEの下にマークされます)。(E)マークされたすべての病変がQAF画像に刷り込まれているのが見られます( 図1を参照)。最後の 2 つのステップは、Mark_BScans_OCT プラグインを使用して行います。略語:AF =自家蛍光;QAF = 定量的自家蛍光;SDD = 網膜下ドルセノイド沈着物;IR = 赤外線;RPE = 網膜色素上皮;SD-OCT = スペクトル領域光干渉断層撮影法。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65238/65238fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>

この研究では、眼底全体の自家蛍光レベルの違いを考慮しながら、個々の関心領域(加齢黄斑変性症[AMD]におけるドルーゼンおよび網膜下ドルセノイド沈着物など)からの自家蛍光レベルを決定して比較するワークフローについて説明します。

Fundus autofluorescence (FAF) imaging allows the noninvasive mapping of intrinsic fluorophores of the ocular fundus, particularly the retinal pigment ...

これまで、定量的自家蛍光(QAF)分析は、眼の後極の全体的な自家蛍光を分析するプレハブグリッドに限定されていました。当社のプロトコールでは、特定の関心領域の自家蛍光強度の測定と比較が可能です。QAFは、加齢黄斑変性症における自家蛍光強度の低下を明らかにしました。実際のところ、この重要な発見は、AMDにおける病理学的リポフスチン蓄積の歴史的見解と矛盾していました。今日、臨床所見は、細胞レベルでの網膜色素上皮に関する新しい組織学的データによってうまく確認することができます。眼底の特徴的な自家蛍光レベルは、強い地域差を示します。自家蛍光と桿体感光体密度の間には強い関係があるようです。自家蛍光を正確に比較するには、地域差を考慮する必要がありますが、これは困難です。ドルーゼンのような典型的なAMD病変が、これらの患者の自家蛍光レベルが一般的に低下していることに加えて、自家蛍光強度がさらに低下していることを初めて示すことができました。現在、網膜色素上皮から発せられる蛍光色素のスペクトル解析に注力しています。このアプローチにより、健常眼と死亡眼における視細胞および網膜色素上皮の生理学および病態生理学に関するより良い情報を得ることが期待されます。

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JoVE Journal

Medicine

医学

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